1.本技术涉及变流器技术领域,尤其涉及一种功率变换装置和功率变换装置的控制方法。
背景技术:2.光伏发电作为清洁型可再生能源,被广泛的应用。光伏发电系统能够将光能转化为电能,并输出给电网。一般,光伏发电系统中的变流器与并网变压器连接,并网变压器将变流器输出的电压转换为电网电压,并输出给电网。
3.当电网发生故障时,电网电压降低,此时变流器要向电网注入无功电流来支撑电网电压恢复。当电网与变流器之间的传输阻抗较大或者电网包含的非同步能源比例较高,变流器输出电压呈现弱电网特性。在此场景下若电网发生短路故障,变流器会向对电网注入一定的无功电流和有功电流。在电网故障恢复时,虽然电网电压已经恢复至正常值,但是由于变流器的检测延时、控制延时和锁相动态过程的原因,变流器仍然会向电网注入一段时间的无功电流和有功电流。该电流会导致传输阻抗两端的电压幅值升高,导致变流器的输出电压也增大,该大电压可能会造成部分器件损坏,影响设备的正常运行。
4.目前,多采用在变流器与电网之间设置缓冲电路的方式削弱变流器输出电流,从而降低变流器的输出电压幅值。但是设置缓冲电路的方式需要在当前的架构下额外增加新的器件,增加了系统成本。
技术实现要素:5.本技术提供一种功率变换装置和功率变换装置的控制方法,可以在电网故障恢复时,降低功率变换装置的输出电压幅值,保证器件的安全。
6.第一方面,本技术提供一种功率变换装置,该功率变换装置可以分别与新能源发电系统和电网连接,并实现新能源发电系统并网。具体地,该功率变换装置包括控制器和变流器、且控制器与变流器连接。
7.具体地,控制器,用于检测变流器的输出电压。控制器,用于在变流器的输出电压小于第一阈值后,在变流器的输出电压上升到大于第二阈值时,降低变流器输出的有功电流至第一电流值,以及降低变流器输出的无功电流至第二电流值,第二阈值大于第一阈值;按照预设电流调整速率调整变流器输出的无功电流和有功电流,直至有功电流由第一电流值调整为目标有功电流值,无功电流由第二电流值调整为目标无功电流值。其中,目标无功电流值处于变流器正常工作时输出的无功电流值范围,目标有功电流值处于变流器正常工作时输出的有功电流值范围,第一电流值和第二电流值分别为小于变流器正常工作时输出的无功电流值和有功电流值范围的50%以内的任意值。
8.采用上述功率变换装置,当检测到变流器的输出电压小于第一阈值时,可以确定与功率变换装置连接的电网发生故障,为了支撑电网的恢复,变流器会输出一个大电流。继续检测变流器的输出电压,在检测到变流器的输出电压上升至大于第二阈值时,确定电网
故障恢复,控制变流器输出的无功电流和有功电流分别下降至第一电流值和第二电流值,从而避免变流器输出的大电流增大传输阻抗上流过的电流幅值,从而实现减小变流器输出电压幅值的目的,由于变流器的输出电流和输出电压幅值降低,从而保证了变流器和与变流器连接的器件的安全。
9.在一种可能的实现方式中,第一电流值和第二电流值大于零且小于等于变流器正常工作时输出有功电流值和无功电流值的10%。
10.采用上述功率变换装置,第一电流值和第二电流值的幅值越低,则变流器的输出总电流越小,相应的传输阻抗的电流幅值越低,从而实现快速降低变流器的输出电压的目的。
11.在一种可能的实现方式中,控制器具体用于:按照不同的电流调整速率调整变流器输出的无功电流或有功电流,直至有功电流值由第一电流值调整为目标有功电流值,无功电流由第二电流值调整为目标无功电流值。
12.采用上述功率变换装置,可以利用变流器的工作需求,控制变流器输出的有功电流或无功电流的电流调整速率,从而满足变流器对输出电压和输出电流的要求。
13.在一种可能的实现方式中,控制器具体用于:分多个调整阶段调整变流器输出的无功电流或有功电流,其中,多个调整阶段中各个调整阶段的电流调整速率不同,或者多个调整阶段中至少一个调整阶段的电流调整速率和其它调整阶段的电流调整速率不同,其它调整阶段为多个调整阶段中除至少一个调整阶段外的调整阶段。
14.在一种可能的实现方式中,控制器具体用于:按照相同的电流调整速率调整变流器输出的无功电流或有功电流,直至有功电流值由第一电流值调整为目标有功电流值,无功电流由第二电流值调整为目标无功电流值。
15.在一种可能的实现方式中,当变流器的输出电压小于第一阈值时,变流器发生低电压穿越。
16.采用上述功率变换装置,当功率变换装置连接的电网发生故障时,变流器的输出电压下降,并会发生低电压穿越,因此可以将变流器发生低电压穿越的低压穿越值作为第一阈值。
17.在一种可能的实现方式中,第二阈值小于或等于变流器正常工作时输出的最小电压值。
18.采用上述功率变换装置,当电网发生故障恢复时,变流器的输出电压快速上升,通过降低变流器的输出电流来对变流器的输出电压进行抑制,可以将变流器的输出电压小于变流器正常工作时输出的最小电压值作为电网故障恢复时刻,实现提前对变流器的输出电流进行控制,降低变流器402的输出电压幅值。
19.第二方面,本技术提供一种功率变换装置的控制方法,该控制方法可以应用于功率变换装置中,该功率变换装置包括控制器和变流器。具体地,该控制方法主要包括以下步骤:检测变流器的输出电压;在变流器的输出电压小于第一阈值后,在变流器的输出电压上升到大于第二阈值时,降低变流器输出的有功电流至第一电流值,以及降低变流器输出的无功电流至第二电流值,第二阈值大于第一阈值;按照预设电流调整速率调整变流器输出的无功电流和有功电流,直至有功电流由第一电流值调整为目标有功电流值,无功电流由第二电流值调整为目标无功电流值,目标无功电流值处于变流器正常工作时输出的无功电
流值范围,目标有功电流值处于变流器正常工作时输出的有功电流值范围,第一电流值和第二电流值分别为小于变流器正常工作时输出的无功电流值和有功电流值范围的50%以内的任意值。
20.采用上述控制方法,当检测到变流器的输出电压小于第一阈值时,可以确定与功率变换装置连接的电网发生故障,为了支撑电网的恢复,变流器会输出一个大电流。继续检测变流器的输出电压,在检测到变流器的输出电压上升至大于第二阈值时,确定电网故障恢复,控制变流器输出的无功电流和有功电流分别下降至第一电流值和第二电流值,从而避免变流器输出的大电流增大传输阻抗上流过的电流幅值,从而实现减小变流器输出电压幅值的目的,由于变流器的输出电流和输出电压幅值降低,从而保证了变流器和与变流器连接的器件的安全。
21.在一种可能的实现方式中,第一电流值和第二电流值大于零且小于等于变流器正常工作时输出有功电流值和无功电流值的10%。
22.采用上述方法,第一电流值和第二电流值的幅值越低,则变流器的输出总电流越小,相应的传输阻抗的电流幅值越低,从而实现快速降低变流器的输出电压的目的。
23.在一种可能的实现方式中,按照预设电流调整速率调整变流器输出的无功电流和有功电流,直至有功电流由第一电流值调整为目标有功电流值,无功电流由第二电流值调整为目标无功电流值,包括:按照不同的电流调整速率调整变流器输出的无功电流或有功电流,直至有功电流值由第一电流值调整为目标有功电流值,无功电流由第二电流值调整为目标无功电流值。
24.采用上述方法,可以利用变流器的工作需求,控制变流器输出的有功电流或无功电流的电流调整速率,从而满足变流器对输出电压和输出电流的要求。
25.在一种可能的实现方式中,按照不同的电流调整速率调整变流器输出的无功电流或有功电流,包括:分多个调整阶段调整变流器输出的无功电流或有功电流,其中,多个调整阶段中各个调整阶段的电流调整速率不同,或者多个调整阶段中至少一个调整阶段的电流调整速率和其它调整阶段的电流调整速率不同,其它调整阶段为多个调整阶段中除至少一个调整阶段外的调整阶段。
26.在一种可能的实现方式中,按照预设电流调整速率调整变流器输出的无功电流和有功电流,直至有功电流由第一电流值调整为目标有功电流值,无功电流由第二电流值调整为目标无功电流值,包括:按照相同的电流调整速率调整变流器输出的无功电流或有功电流,直至有功电流值由第一电流值调整为目标有功电流值,无功电流由第二电流值调整为目标无功电流值。
27.在一种可能的实现方式中,当变流器的输出电压小于第一阈值时,变流器发生低电压穿越。
28.采用上述方法,当功率变换装置连接的电网发生故障时,变流器的输出电压下降,并会发生低电压穿越,因此可以将变流器发生低电压穿越的低压穿越值作为第一阈值。
29.在一种可能的实现方式中,第二阈值小于变流器正常工作时输出的最小电压。
30.采用上述方法,当电网发生故障恢复时,变流器的输出电压快速上升,通过降低变流器的输出电流来对变流器的输出电压进行抑制,可以将变流器的输出电压小于变流器正常工作时输出的最小电压值作为电网故障恢复时刻,实现提前对变流器的输出电流进行控
制,降低变流器402的输出电压幅值。
附图说明
31.图1为本技术实施例提供的新能源发电系统的并网示意图;
32.图2为本技术实施例提供的一种变流器输出电压的波形示意图;
33.图3为本技术实施例提供的一种缓冲电路的结构示意图;
34.图4为本技术实施例提供的一种功率变换装置的结构示意图一;
35.图5为本技术实施例提供的一种功率变换装置的结构示意图二;
36.图6为本技术实施例提供的一种变流器输出电压波形示意图;
37.图7为本技术实施例提供的一种功率变换装置的控制方法的流程示意图。
具体实施方式
38.下面将结合附图,对本技术实施例进行详细描述。
39.方法实施例中的具体操作方法也可以应用于装置实施例或系统实施例中。需要说明的是,在本技术的描述中“多个”只指“两个及两个以上”。“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,a和/或b,可以表示:单独存在a,同时存在a和b,单独存在b这三种情况。另外,字符“/”,如无特殊说明,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。另外,需要理解的是,在本技术的描述中,“第一”、“第二”等词汇,仅用于区分描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性,也不能理解为指示或暗示顺序。
40.需要指出的是,本技术实施例中“连接”可以是电连接,也可以是通信连接。两个电学元件的电连接可以是两个电学元件之间的直接或间接连接。例如,a与b连接,既可以是a与b直接连接,也可以是a与b之间通过一个或多个其它电学元件间接连接,例如a与b连接,也可以是a与c直接连接,c与b直接连接,a与b之间通过c实现了连接。
41.需要指出的是,本技术实施例中的开关可以是继电器、金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductor field effect transistor,mosfet),双极结型管(bipolar junction transistor,bjt),绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,igbt),氮化镓场效应晶体管(gan),碳化硅(sic)功率管等多种类型的开关器件中的一种或多种,本技术实施例对此不再一一列举。每个开关器件皆可以包括第一电极、第二电极和控制电极,其中,控制电极用于控制开关器件的导通或断开。当开关器件导通时,开关器件的第一电极和第二电极之间可以传输电流,当开关器件断开时,开关器件的第一电极和第二电极之间无法传输电流。以mosfet为例,开关器件的控制电极为栅极,开关器件的第一电极可以是开关器件的源极,第二电极可以是开关器件的漏极,或者,第一电极可以是开关器件的漏极,第二电极可以是开关器件的源极。
42.随着新能源的发展,新能源发电系统产生的电能在电网中的占比越来越高。其中,新能源发电系统产生的电能可以通过并网器件传输给电网。如图1所示,为新能源发电系统的并网示意图。参见图1,新能源发电系统依次连接变流器、并网变压器和电网。其中,变流器可以将新能源发电系统产生的直流电转换为交流电,并将该交流电输出给并网变压器。并网变压器可以将变流器输出的交流电进行调压处理,再将调压后的交流电通过传输线输出至电网。需要说明的是,并网变压器还可以实现新能源发电系统与电网之间的电气隔离。
43.应理解,本技术中提出的新能源发电系统可以是但不限于光伏发电系统、风力发电系统或者水利放电系统。
44.其中,并网变压器与电网之间的传输线上存在第一阻抗,并网变压器上存在第二阻抗,第一阻抗和第二阻抗之和的第三阻抗表征变流器与电网之间的传输阻抗。
45.实际使用时,参见图2所示,在新能源发电系统产生的电能传输至电网的过程中,若在t1时刻电网发生故障,例如短路故障,变流器会向电网注入无功电流来支撑电网电压回复。当t2时刻电网故障恢复时,电网电压恢复至正常值,但是由于变流器的检测延时、控制延时和锁相动态过程等原因,变流器仍然会向电网注入一段时间的无功电流和有功电流,该电流会与感性阻抗续流产生的电流进行叠加并经过传输阻抗,导致传输阻抗上流过的电流的幅值增大,此时该电流会需要延迟至t3时刻才能恢复至正常数值,在该时间段内输出变流器的输出电压为电网电压与电流流过传输阻抗时产生的电压之和,变流器输出端呈现高压状态。在传输阻抗上流过的电流恢复至正常电流之前,变流器以及与变流器连接的新能源发电系统可能会因承受大电压而损坏。
46.需要说明的是,当电网故障时,变流器的输出电压下降,变流器发生低电压穿越,此时变流器的输出电压小于低压穿越阈值,为了维持变流器与电网的连接,变流器需要输出大电流进行电流补偿。当电网故障恢复后,由于变流器输出电流和感性阻抗续流叠加原因,变流器输出端口大幅上升,变流器的输出电压大于或等于高压穿越阈值。当电网正常运行时,变流器处于正常状态,此时变流器输出的无功电流为目标无功电流值,变流器输出的有功电流为目标有功电流值。
47.为了消除变流器输出的大电流和大电压的问题,目前,多采用在变流器的输出端上设置缓冲电路,如图3所示,为缓冲电路的一种可能的结构示意图。参见图3,缓冲电路由滤波电容和滤波电感等滤波器件构成,这些滤波器件可以将传输线上的高频信号过滤掉,实现消除交流电压和电流的峰值,从而达到抑制变流器输出电压和输出电流幅值的目的。但是这种抑制电流和电压的方式,需要在新能源发电系统的并网架构上,增加额外的器件,增加了新能源发电系统的并网成本。
48.有鉴于此,本技术实施例提供了一种功率变换装置和功率变换装置的控制方法,用以在电网故障恢复时,降低变流器的输出电压幅值,保证器件的安全。
49.参见图4所示,为本技术实施例提供的一种功率变换装置,该功率变换装置400分别与并网逆变器和新能源发电系统连接,用于将新能源发电系统的电能输出给与并网逆变器连接的电网,从而实现新能源发电系统并网。具体地,该功率变换装置400包括控制器401和变流器402。
50.其中,控制器401与变流器402连接。控制器401用于检测变流器402的输出电压;控制器401用于在变流器402的输出电压小于第一阈值后,在变流器402的输出电压上升到大于第二阈值时,降低变流器402输出的有功电流至第一电流值,以及降低变流器402输出的无功电流至第二电流值;按照预设电流调整速率调整变流器402输出的无功电流和有功电流,直至有功电流由第一电流值调整为目标有功电流值,无功电流由第二电流值调整为目标无功电流值。
51.其中,目标无功电流值处于变流器402正常工作时输出的无功电流值范围,目标有功电流值处于变流器正常工作时输出的有功电流值范围,第二阈值大于第一阈值,第一电
流值和第二电流值分别为小于变流器正常工作时输出的无功电流值和有功电流值范围的50%以内的任意值。
52.需要说明的是,当电网发生故障时,变流器402的输出电压降低,并发生低电压穿越,因此控制器401可以将变流器402的低压穿越值作为第一阈值,即控制器401检测到变流器402的输出电压小于第一阈值时,即可确定电网出现故障、且变流器402发生低电压穿越。
53.需要说明的是,当电网故障恢复时,由于感性阻抗续流以及变流器402输出大电流的原因,变流器402的输出电压会迅速上升。为了尽快确定电网故障恢复时刻,并对变流器402的输出电压进行抑制,可以将用于控制变流器402输出电流调整时刻的第二阈值设置为大于第一阈值、且小于或等于变流器402正常工作时输出的最小电压值。由于第二阈值小于变流器402正常工作时输出的最小电压值,则控制器401可以在变流器402的输出电压大幅上升之前,电网故障恢复初期,即可以对变流器输出电流进行调整,来对变流器402的输出电压进行抑制。
54.应理解,由于第二阈值小于变流器402正常工作时输出的最小电压值,则控制器401可以在变流器402的输出电压大幅上升之前,即可控制变流器402的输出电流下降,对变流器,变流器402的输出电压幅值增大。
55.采用本技术提供的功率变换装置400,当变流器402的输出电压小于第一阈值之后,控制器401可以确定电网发生故障、且变流器402发生低电压穿越,在检测到变流器402的输出电压上升至大于第二阈值时,可以确定电网故障恢复,为了防止变流器402输出的大电流增大传输阻抗上流过的电流的幅值,可以将变流器402输出的有功电流降低为第一电流值,将变流器402输出的无功电流降低为第二电流值,从而降低电网与变流器402之间的传输阻抗上流过的电流幅值。当传输阻抗上流过的电流幅值减小,则传输阻抗两端的电压差减小,变流器402的输出电压幅值降低,保证了功率变换装置400以及与功率变换装置400连接的器件安全。再逐步调整变流器402输出的有功电流值和无功电流数值,直至有功电流和无功电流的数值恢复至变流器402正常工作时的目标有功电流值和目标无功电流值,在变流器402输出电流调整期间,感性阻抗上存储的电能逐渐消耗完毕,传输阻抗上的电流幅值逐渐减小,因此,当变流器402的输出电流恢复至目标有功电流值和目标无功电流值时,变流器402的输出电压可以恢复至变流器402正常工作时的输出电压,变流器402可以正常工作。
56.应理解,当控制器401降低变流器402输出的有功电流至第一电流值,以及降低变流器402输出的无功电流至第二阈值时,变流器402输出的总电流的电流值小于电网上传输的电流值,可以加快感性阻抗存储电能的消耗速度,从而加快传输阻抗两端电压幅值的下降速度,变流器输出电压可以快速恢复至变流器402正常工作时的输出电压,保证变流器402以及与变流器402连接的器件的安全。
57.应理解,当确定电网故障恢复时,将变流器402输出的有功电流降低至第一电流值,将变流器402输出的无功电流降低至第二电流值,第一电流值和第二电流值幅值越小,则变流器402的输出总电流幅值越小,则传输阻抗上流过的电流幅值越低,变流器402的输出电压幅值越低。
58.可选地,为了降低变流器402的输出电压幅值,第一电流值和第二电流值大于零且大于等于变流器正常工作时输出有功电流值和无功电流值的10%。
59.具体使用时,为了实现变流器402输出电压的最大抑制效果,本技术优先采用接近零的数值作为第一电流值和第二电流值。
60.实际应用中,功率变换装置400可以固定在新能源发电系统上。在另一种实现方式中,功率变换装置400也可以设置成灵活可拆卸的形式,即功率变换装置400上设有固定接口,以实现功率变换装置400与新能源发电系统的连接,以及功率变换装置400与并网变压器的连接。在这种情况下,功率变换装置400可以视为独立于新能源发电系统的装置。
61.在一种可能的实现中,新能源发电系统还可以为功率变换装置400供电。
62.应理解,若直接通过新能源发电系统为功率变换装置400内的控制器401和变流器402供电,新能源发电系统输出的电压可能难以满足控制器401和变流器402对供电电压的需要,因此,新能源发电系统与功率变换装置400之间还可以连接有电压转换器,该电压转换器将新能源发电系统输出的电压进行调压处理,从而输出控制器401和变流器402可用的供电电压。
63.参见图5,图5示出了本技术实施例提供的功率变换装置400的结构示意图。本技术中,功率变换装置400包括控制器401和变流器402。其中,控制器401可以包括电压传感器4011和处理器4012。
64.控制器401内的电压传感器4011为实现变流器402输出电压检测的器件。电压传感器4011分别与变流器402的输出端和处理器4012连接,用于检测变流器402的输出电压,并将检测的电压输出给处理器4012。
65.在一示例中,当变流器402的输出端输出三相交流电时,电压传感器4011的输入端可以为三相交流端,该三相交流端分别与变流器402输出端用于输出三相交流电的三根相线连接,电压传感器4011通过三相交流端接收变流器402输出端输出的三相交流电的幅值,从而实现检测变流器402的输出电压。
66.在另一示例中,当变流器的输出端输出三相交流电时,电压传感器4011的输入端可以是三个单相交流端,每个单相交流端分别与变流器402的一根相线连接,电感传感器4011通过三个单相输入端接收变流器402每一根相线上的电压,从而获取变流器402输出端输出的三相交流电的幅值,实现检测变流器402的输出电压。
67.在一种可能的实现方式中,当电压传感器4011检测到变流器输出的三相交流电时,可以将三相交流电中其中一相交流电的电压值作为变流器402的输出电压,并将变流器402的输出电压输出给处理器4012。
68.在一示例中,为了降低电压传感器4011的检测成本,电压传感器4011可以直接检测变流器402输出端的其中一根相线上传输的交流电,并将检测的交流电作为变流器402的输出电压,并输出给处理器4012,变流器402输出端的另外两根相线不进行电压检测。
69.在另一示例中,为了保证变流器4011的检测准确度,当电压传感器4011检测到变流器输出的三相交流电时,可以将三相交流电的平均值作为变流器402的输出电压,并将变流器402的输出电压输出给处理器4012。
70.实际使用时,电压传感器4011可以采用现有结构,例如霍尔传感器。其中,霍尔传感器的电压检测端与变流器402的输出端连接,霍尔传感器的信号输出端与处理器4012连接。
71.需要说明的是,变流器402输出端输出的三相交流电幅值较高,而电感传感器4011
检测的电压幅值越高,则电压传感器4011和用于对电压传感器4011检测的电压进行处理的处理器4012的成本越高,为了降低控制器401的成本,在电压传感器4011与变流器402输出端之间还可以连接有降压模块。该降压模块的第一端与变流器402的输出端连接,降压模块的第二端与电压传感器4011连接,降压模块可以将变流器402的输出电压进行降压处理,并将减压处理的电压输出给电压传感器4011进行检测。其中,降压模块可以采用现有的降压器件,例如电阻或者降压电路,本技术这里不做限定。
72.需要说明的是,由于降压模块对变流器402的输出电压进行了等比例降压处理,后面处理器4012在接收到电压传感器4011输出的变流器402输出电压时,需要将电压传感器4011输出的电压进行等比例还原,才能得到变流器402的输出电压值。
73.处理器4012为对变流器402输出电流进行控制的器件。处理器4012的第一端与电压传感器4011连接,处理器4012的第二端与变流器402连接,处理器4012在变流器402的输出电压小于第一阈值后,确定电网发生故障。在变流器402的输出电压上升到大于第二阈值时,确定电网故障恢复。为了防止变流器402输出的大电流增大传输阻抗上流过的电流幅值,降低变流器402输出的有功电流为第一电流值,以及降低变流器402输出的无功电流为第二电流值,并按照预设电流调整速率调整变流器输出的无功电流和有功电流,直至有功电流由第一电流值调整为目标有功电流值,无功电流由第二电流值调整为目标无功电流值。
74.应理解,由于处理器4012在电网故障恢复时降低了变流器402的输出电流,则传输阻抗上流过的电流幅值降低,从而降低了变流器402的输出电压幅值。另外,当变流器402输出的有功电流为第一电流值,以及变流器402输出的无功电流为第二电流值时,变流器输出的总电流值小于传输阻抗的电流值,可以加快电网电流的下降速度,变流器402输出电压恢复至变流器402正常工作时的输出电压值的时间小于图2中t2与t3的时间间隔。
75.实际使用时,变流器402可以由开关管、二极管、电感、电容等器件组成,变流器的工作状态可以通过调整这些器件(例如开关管)的工作状态来实现。
76.本技术中,可以通过处理器4012实现上述器件工作状态的调节。
77.实际使用时,处理器4012可以与连接的变流器402中开关的控制电极连接,并通过为变流器402中的开关提供驱动信号,来控制开关管的导通时刻和导通时长,从而实现调整变流器402的工作状态,来实现调整变流器402的输出电流。
78.具体地,若变流器402中的开关为mos,该处理器4012可以与mos管的栅极连接,从通过控制mos管的通断实现调整变流器402的输出电流;若变流器402中的开关为bjt,该处理器可以与bjt的基极连接,从通过控制bjt的通断实现调整变流器402的输出电流。
79.具体实现时,处理器4012可以是微控制单元(micro controller unit,mcu)、中央处理器(central processing unit,cpu)、现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array,fpga)、数字信号处理器(digital singnal processor,dsp)中的任一种。当然,处理器4012的具体形态不限于上述举例。
80.实际使用时,处理器4012可以采用多种方式对变流器402的输出电流进行调整。下面对处理器4012调整变流器的输出电流的方式进行详细说明。
81.在一种可能的实现方式中,控制器401在变流器402的输出电压上升到大于第二阈值时,控制器401内的处理器4012按照不同的电流调整速率调整变流器输出的无功电流或
有功电流,直至有功电流值由第一电流值调整为目标有功电流值,无功电流由第二电流值调整为目标无功电流值。
82.具体实现时,分多个调整阶段调整变流器输出的无功电流或有功电流。
83.可选地,多个调整阶段中各个调整阶段的电流调整速率不同。
84.应理解,当多个调整阶段中每个调整阶段的电流调整速率不同,则每个调整阶段中相连两个时刻点的电流差值不同。
85.可选地,多个调整阶段中至少一个调整阶段的电流调整速率和其它调整阶段的电流调整速率不同,其中,其它调整阶段为多个调整阶段中除至少一个调整阶段外的调整阶段。
86.应理解,当设置多个调整阶段对应的电流调整速率时,调整阶段对应的调整速率不同,则变流器402的输出电流调整时间不同,具体根据变流器402的工作要求进行设置。例如,变流器402的耐压值较小,需要尽快将变流器402的输出电压降低至变流器402正常工作时的输出电压,可以将多个调整阶段的初始调整阶段的电流调整速率调高,从而可以实现变流器402的快速下降。又例如,变流器402中连接多个精密器件,变流器402的输出电压不能快速下降,则可以将多个调整阶段的电流调整速率降低,则变流器402的输出电压可以缓慢降低至变流器402正常工作时的输出电压。
87.在另一种可能的实现方式中,控制器401在变流器402的输出电压上升到大于第二阈值时,控制器401内的处理器4012按照相同的电流调整速率调整变流器输出的无功电流或有功电流,直至有功电流值由第一电流值调整为目标有功电流值,无功电流由第二电流值调整为目标无功电流值。
88.应理解,当处理器4012按照相同的电流调整速率调整变流器输出的无功电流或有功电流时,变流器402输出的有功电流或者无功电流可以均衡变化。
89.需要说明的是,处理器4012的多种电流调整速率调整变流器402输出的有功电流和无功电流的方案,均可以实现降低变流器402输出电压幅值以及加快变流器402输出电流恢复至正常值的速度,只是电流调整时长不同。
90.下面结合图6,以控制器401按照相同电流调整变流器输出的无功电流和有功电流为例,对变流器402输出电压的变化过程进行说明。
91.参见图6所示,当电网在t1时刻发生故障时,变流器402的输出电压下降至第一阈值之下,变流器402发生低电压穿越。为了支撑电网的恢复,控制器变流器402会向电网注入无功电流,因此变流器402在t1时刻之后增大了输出总电流。当电网故障恢复时,由于感性阻抗防止电流突变以及变流器402检测延时问题,传输阻抗两端电压幅值上升,变流器402的输出电压逐渐上升,当在t2时刻检测到变流器的输出电压升高至第二阈值时,控制变流器402输出的有功电流降低至第一电流值,控制变流器402输出的无功电流减小至第二电流值,此时变流器402输出的总电流减小。当调整电流后的变流器402将输出电流输出至电网时,导致传输阻抗上的总电流幅值下降,相应的变流器402的输出电压幅值减小。由于变流器的输出电流小于传输阻抗上传输的电流值,变流器的输出总电流会加快传输阻抗上电流的下降速度,并随着相同电流速率调整有功电流值和无功电流值,直至无功电流值为目标无功电流值,有功电流为目标有功电流值,此时变流器402的输出电流恢复至变流器402正常工作时输出的电流范围、且变流器402的输出电压恢复至变流器402正常工作时输出的电
压范围。
92.变流器402为用于实现新能源发电系统并网的器件。变流器402的输入端与新能源发电系统连接,变流器402的输出端通过并网变压器与电网连接。变流器402可以将新能源发电系统输出的直流电转换为交流电,并将交流电形式的电能通过并网变压器输出给电网。
93.本技术实施例中,用于实现新能源发电系统并网的变流器402可以是隔离式电压转换器件,也可以采用非隔离式电压转换器件。例如,采用现有的h桥驱动电路作为变流器402,对新能源发电系统输出的直流电进行逆变处理。在具体实施时,变流器402的结构本技术不做具体限制。
94.基于同一发明构思,本技术实施例还提供了一种功率变换装置的控制方法,该方法应用于功率变换装置上,该功率变换装置可以包括变流器和与变流器连接的控制器,本技术实施例提供的功率变换装置的控制方法的执行主体可以是上述控制器。参见图7,该方法具体包括以下步骤:
95.步骤701、检测变流器的输出电压。
96.步骤702、在变流器的输出电压小于第一阈值后,在变流器的输出电压上升到大于第二阈值时,降低变流器输出的有功电流至第一电流值,以及降低变流器输出的无功电流至第二电流值。其中,第一阈值小于第二阈值。
97.具体地,在确定变流器的输出电压大于或等于设定值时,调整变流器中开关管的驱动信号,使变流器输出的无功电流为第一阈值,将变流器输出的有功电流为第二阈值。
98.步骤703、按照预设电流调整速率调整变流器输出的无功电流和有功电流,直至有功电流由第一电流值调整为目标有功电流值,无功电流由第二电流值调整为目标无功电流值。其中,目标无功电流值处于变流器正常工作时输出的无功电流值范围,目标有功电流值处于变流器正常工作时输出的有功电流值范围,第一电流值和第二电流值分别为小于变流器正常工作时输出的无功电流值和有功电流值范围的50%以内的任意值。
99.在一种可能的实现方式中,第一电流值和第二电流值大于零且小于等于变流器正常工作时输出有功电流值和无功电流值的10%。
100.在一种可能的实现方式中,按照预设电流调整速率调整变流器输出的无功电流和有功电流,直至有功电流由第一电流值调整为目标有功电流值,无功电流由第二电流值调整为目标无功电流值,包括:按照不同的电流调整速率调整变流器输出的无功电流或有功电流,直至有功电流值由第一电流值调整为目标有功电流值,无功电流由第二电流值调整为目标无功电流值。
101.在一种可能的实现方式中,按照不同的电流调整速率调整变流器输出的无功电流或有功电流,包括:分多个调整阶段调整变流器输出的无功电流或有功电流,其中,多个调整阶段中各个调整阶段的电流调整速率不同,或者多个调整阶段中至少一个调整阶段的电流调整速率和其它调整阶段的电流调整速率不同,其它调整阶段为多个调整阶段中除至少一个调整阶段外的调整阶段。
102.在一种可能的实现方式中,按照预设电流调整速率调整变流器输出的无功电流和有功电流,直至有功电流由第一电流值调整为目标有功电流值,无功电流由第二电流值调整为目标无功电流值,包括:按照相同的电流调整速率调整变流器输出的无功电流或有功
电流,直至有功电流值由第一电流值调整为目标有功电流值,无功电流由第二电流值调整为目标无功电流值。
103.在一种可能的实现方式中,当变流器的输出电压小于第一阈值时,变流器发生低电压穿越。
104.在一种可能的实现方式中,第二阈值小于变流器正常工作时输出的最小电压。
105.具体地,功率变换装置的结构以及控制器调整变流器输出电流的过程可参见图4至图6所示,本技术这里不做重复介绍。
106.本技术是参照根据本技术的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
107.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
108.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
109.显然,本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的范围。这样,倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内,则本技术也意图包含这些改动和变型在内。
110.在上述实施例中,可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时,可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时,全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(dsl))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质,(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如,dvd)、或者半导体介质(例如固态硬盘solid state disk(ssd))等。